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中子散射有什么用途,它有怎样的工作原理? 超极化中子散射

2021-04-06知识5

中子散射的中子散射谱仪 早在20世纪30年代人们就用X 射线研究过冰的晶体结构,但只肯定了冰的晶体为六角结构,氧原子占据四面体的中心及三个顶角位置,而没有看清氢在哪里。于是只能给出四种可能的结构模型,对氢的位置作了四种可能的猜测。1949年,Wollan等利用粉末中子衍射测量了重冰的晶体结构。实验表明,在X 射线给出的四种模型中,中子衍射结果支持著名化学家Pauling 提出的半氢(half hydrogen)模型。按照这个模型,氢原子位置并不固定,一半时间靠近一个氧原子,另一半时间靠近另一个氧原子。1953年,Peterson等利用单晶中子衍射对重冰的晶体结构再次进行测量,证实了Wollan等的结论是正确的。中子的磁散射可以向我们提供磁结构的知识。1983年,日本和美国研制出磁能积高达360 J/m 的优质永磁合金Nd-Fe-B,在这种新材料的化学分子式Nd2Fe14 B还不知道的情况下,人们就用中子衍射定出了它的结构和磁结构,阐明了它的作用机理。中子散射技术把我们对磁现象的观察由宏观层面推到了微观层面,它对近代磁学理论的发展和磁性材料的研发都起到了很重要的作用。第二类超导材料的磁通晶格间距大约在100nm左右,所以利用长波中子小角衍射可以直接观察磁通晶格。图为P2+在50mT场强(沿c轴方向)和1.5K温度条件下用。

中子的弹性散射是什么? 弹性散射是中子与原子核作用的最简单形式,也是中子通过物质时能量损失的重要方式。中子源发射的高能中子,在最初极短的时间里,经过一二次非弹性散射损失了大部分能量。此后,中子已没有足够的能量再同原子核发生非弹性散射,只能通过弹性散射而继续减速并损失能量。弹性散射是指中子与原子核碰撞后,它们的总动能不变,中子损失的能量全部转变为反冲核的动能,而反冲核仍然处于基态。中子和原子核发生弹性散射时,反应前后动能守恒。其核反应如下式:式中 E1—碰撞前的中子动能;E2—碰撞后的中子动能;m—中子质量;M—靶核质量;M1—碰撞前靶核质量;M2—碰撞后靶核质量。由式(1-1-5)看出,中子碰撞后的动能E2随散射角θ而变。当θ=0时,E2=E1即中子动能没有损失。当θ=180°时,即对头碰撞情况,中子的动能损失最大。这时,E2/E1=(M-m)2/(M+m)2令式中 A—靶核的质量数;α—表征质量数为A的核素使中子慢化的能力。引入α参量之后得到:因此,在一般情况下,一次碰撞以后,中子的动能应处于αE1和E1之间,即:例如,对氢核来说,A=1,因而α=0,于是有E2=0、ΔEmax=E1。这就是说,中子与氢核发生正碰撞时,中子就失去全部动能。对碳来说,A。

小角散射和小角中子散射分别适用于什么情况 主要区别是什么 小角散射?你应该说的是小角X射线散射吧,散射粒子是X射线光子,散射图像与试样内部密度起伏有关,而小角中子。

#超极化中子散射

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